Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Metodologia para classificação de sinal eletroquímico para monitoramento de corrosão
Autor(es): MENEZES, Marco Antonio de Campos
Primeiro Orientador: PIMENTA, Tales Cleber
metadata.dc.contributor.advisor-co1: MARTINEZ, Carlos Barreira
Resumo: A corrosão é um problema mundial, que implica em custos em países industrializados da ordem de até 4.5% do PIB, com impactos não somente econômicos, mas também sociais e ao meio ambiente. Esses custos decorrem de desperdício devido à manutenção por corrosão, que consiste na degradação de um metal em contato com solução oxidante, o que indica que o controle da corrosão deve ser promovido sempre que possível. Este estudo propõe uma metodologia para classificação de sinal eletroquímico para um sistema de monitoramento de corrosão, em sistema sujeito a uso de inibidor, com a abordagem de técnica passiva de monitoramento de corrosão por ruído eletroquímico (electrochemical noise - EN). Esta metodologia tem como objetivo otimizar os parâmetros que promovem uma ótima classificação de eventos em sensor de corrosão por EN como parte de estudo de metodologia para sistema de monitoramento de integridade (ou “saúde”) estrutural (structural health monitoring - SHM). Pela sua natureza bastante dinâmica e estocástica do sinal, este estudo e análise de medição de EN (EN measurements - ENM) considera características numéricas e gráficas de dois sistemas de corrosão ambos em solução aquosa salina: aço carbono e aço inox. Esses experimentos são repetidos para acumular dados, que permitem gerar gráficos em domínios de tempo, frequência e tempo-frequência, dos quais são extraídas algumas características, tais como média, variância, desvio padrão, skewness, kurtosis, gradiente de Densidade de Potência Espectral - PSD, frequência de “cut-off” de corrente de PSD, níveis de frequências baixas de PSD dentre outros. Supõem-se que essas características tenham boa correlação com dados físicos do processo de corrosão. A seguir, por sistema de um sistema de aprendizado de máquina supervisionado, calibra-se um modelo a partir dos dados de treinamento. A redução de complexidade seleciona um conjunto limitado de parâmetros que, a partir dos dados de teste, permitem obter-se uma inferência ou uma taxa de acerto do modelo no quartil superior do histograma de resultados acumulados, com precisão de até 100%.
Abstract: Corrosion is a global problem, which implies costs in industrialized countries of up to 4.5% of GDP, with either economic, but also social and environmental impacts. These costs arise from waste due to maintenance caused by corrosion, which involves the degradation of a metal in contact with an oxidizing solution. This indicates that corrosion control should be promoted whenever possible. This study proposes a methodology for electrochemical signal classification for a corrosion monitoring system, in a system subject to the use of an inhibitor, through the passive approach of electrochemical noise (EN) corrosion monitoring technique. The goal is to optimize the parameters that promote optimal event classification in an EN corrosion sensor as part of the methodology for a structural health monitoring (SHM) system. Due to its highly dynamic and stochastic nature of the signal, this study and analysis of electrochemical noise measurements (ENMs) consider numerical and graphical characteristics of two corrosion systems in saline aqueous solution: carbon steel and stainless steel. These experiments are repeated to collect data, which allows for generating graphs in time, frequency, and time-frequency domains. From these graphs, certain characteristics are extracted, such as mean, variance, standard deviation, skewness, kurtosis, gradient of Spectral Power Density - PSD, PSD current cutoff frequency, low-frequency levels of PSD, among others. These characteristics are assumed to have a good correlation with physical data of the corrosion process. Next, a supervised machine learning system is used to calibrate a model based on the training data. The complexity reduction selects a limited set of parameters that, based on the test data, allow obtaining inference or model accuracy in the upper quartile of the histogram of accumulated results with accuracy of up to 100%.
Palavras-chave: Corrosão
Inteligência artificial
Monitoramento de saúde estrutural
Redução de complexidade
Ruído eletroquímico
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Restrito
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4149
Data do documento: 12-Jul-2024
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